¡Cero líquido! La ciencia de la desaparición del hielo seco en 3 horas — sublimación, condensación y movimiento rectilíneo uniforme
Soy Ken Kuwako, entrenador de ciencia. Cada día es un experimento.
¿Alguna vez has visto cómo el hielo seco “desaparece” en silencio mientras desprende una especie de humo? El hecho de que pase directamente a gas sin convertirse en líquido parece casi magia. Pero en realidad, en este cambio nada cotidiano se esconden un montón de fascinantes leyes de la física y la química. Esta vez, aprovechando hielo seco que sobró de un experimento con cámara de niebla para radiación, me puse a probar varios experimentos.
Un registro de la “sublimación” en time-lapse
Primero, grabé en time-lapse cómo el hielo seco se va sublimando. Utilicé 1 kg de hielo seco e intenté grabar durante 3 horas… pero sorprendentemente, ¡ni siquiera se consumió por completo! Aquí tienes ese proceso condensado en apenas un minuto y medio.
En el video se puede ver algo parecido a humo blanco saliendo alrededor del hielo seco. Sin embargo, no es el propio hielo seco convertido en gas (dióxido de carbono), sino vapor de agua del aire que se enfría y se convierte en diminutas gotas de agua o cristales de hielo. Es exactamente el mismo fenómeno por el que el aliento se vuelve blanco en una mañana fría de invierno. Para comparar, también coloqué hielo común al lado.
Estado inicial
Poco a poco se va derritiendo, pero el hielo seco, como su nombre indica, es “seco”: no aparece ningún líquido.
El hielo normal cambia de sólido → líquido (agua) → gas (vapor), mientras que el hielo seco pasa directamente de sólido → gas (dióxido de carbono), saltándose la fase líquida. Este cambio se llama sublimación. Así se entiende perfectamente por qué se le llama “hielo seco” (Dry Ice).
Deslizándose suavemente sobre la mesa: un colchón de dióxido de carbono
Ahora viene un experimento divertido: colocar hielo seco sobre una mesa y hacerlo deslizar.
Al poner el hielo seco sobre la mesa, el gas de dióxido de carbono que se libera por la sublimación crea una especie de base debajo, haciendo que vibre ligeramente. Ese mismo gas actúa como un colchón entre el hielo seco y la mesa, permitiendo que se deslice suavemente casi sin fricción.
Este movimiento es perfecto para observar el movimiento rectilíneo uniforme. Como la fricción es prácticamente cero, el objeto sigue moviéndose en línea recta a velocidad constante sin necesidad de aplicar fuerza: es la primera ley de Newton (la ley de la inercia) en acción justo delante de tus ojos. Este principio también se utiliza en fábricas para mover objetos pesados y en mesas de air hockey.
¡Las tijeras tiemblan! Y nace una nube blanca
¿Qué pasa si colocas unas tijeras sobre el hielo seco? Ocurre algo curioso.
Las tijeras empiezan a vibrar. Esto sucede porque el gas de dióxido de carbono que sale desde abajo las levanta y las deja caer repetidamente. Alrededor del hielo seco aparece una nube blanca, formada porque el vapor de agua del aire se enfría y se condensa, exactamente igual que las nubes reales. Se observa más densidad en la parte inferior porque el gas está saliendo con más fuerza desde ahí.
En agua: ¡explosión de nubes!
Por último, probé a meter el hielo seco en agua.
Al hacerlo, la velocidad de sublimación aumenta drásticamente y se generan grandes cantidades de nubes blancas. El agua transmite calor al hielo seco, acelerando el proceso de cambio a gas. De hecho, muchas “máquinas de humo” usadas en conciertos o películas funcionan con este mismo principio. Incluso en el entretenimiento cotidiano, la ciencia está muy presente.
Si alguna vez consigues hielo seco, te animo a experimentar por tu cuenta. Conceptos como sublimación, condensación o movimiento rectilíneo uniforme dejan de ser palabras de libro y cobran vida justo frente a ti.
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